单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置及抗风系统的制作方法

本申请涉及桥梁施工，具体而言，本申请涉及一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置及抗风系统。

背景技术：

1、建设山谷跨河公路桥逐渐深入中西部丘陵地区。考虑到跨河的难度，不少路桥设计者采用了中心索面的单侧大悬臂斜拉桥方案。随着交通量的日益增长，桥面逐渐向着宽幅的方向发展，主梁采用扁平形钢箱梁更经济实用，因此单侧大悬臂扁平截面中心索面斜拉桥被用于山谷跨河公路桥中。

2、单侧大悬臂斜拉桥由18个跨段组成。每节段桥跨的施工过程中采用吊车拉住，施工完成后由通过桥塔的斜拉索连接置于相应桥跨的中心支座，施工过程的斜拉索并未发挥最大承载的作用，因此大桥主要通过自身刚度抵抗变形。而与此同时桥的长宽比和宽高比均达到了10：1，导致其横弯刚度不高，竖弯刚度较弱，且中心索面使得其抗扭能力不佳。

3、当山谷内施工桥梁的悬挑不大，其竖弯刚度和抗扭刚度依然足够，即使来风流速较高，桥面作业的工人也不会感受到桥梁的摇晃、转动。但当施工进展到主跨悬挑较大时，主跨在自身质量和温度的载荷作用下会有明显弯曲变形，其竖弯刚度和抗扭刚度不足以完全抵抗重力和温度引起的变形。再受到风载荷的作用，主跨的竖向弯曲进一步变大，斜拉索放置中心的主跨也抵抗不了更大的扭转而发生显著变形。一旦风速大到设计基准风速甚至更大，扁平流线型钢箱梁主跨的竖弯、扭转现象更趋严重、复杂，便会出现静风失稳问题，极端情况下甚至毫无预兆地就出现了主梁断裂。当风载荷从持续作用于斜拉桥，其风致振动被一直激发，桥梁主跨周期性振动幅度越来越大，发生了颤振和驰振行为，即最常见的动力失稳现象，这就会严重威胁到施工机械设施和现场施工人员的安全保障。

4、通常，当钢箱梁主跨通过斜拉索挂于塔柱后，桥梁的静风稳定性和动力稳定性就成为了施工人员亟待解决的问题。为了提高桥梁的抗扭转、抗竖弯刚度，使其施工过程不发生大幅度的平移、转动，施工人员亟需要对桥梁主跨设置抗风装置。以往的大跨度桥梁施工期间采用抗风临时墩的措施，现在一般采用新型防风网、拉风缆、或与钢桥柱连接抗风牛腿的方式进行固定，避免造成损失。

5、现有的新型的斜拉桥施工期抗风装置在使用时，其使用功能更强调阻止桥梁移动，设计的抗风装置虽然普适，但在特殊桥梁上能针对性地发挥的作用有限，通常会导致资源成本消耗了，工作效果一般、不能达到施工期的抗风稳定性作用，尤其针对单侧大悬臂扁平截面中心索面斜拉桥这类在山区越发普遍使用的桥型，其本身施工难度大、设计安全要求更高、风作用影响大，因此必须要设计、使用一种更高效且经济便利的装置解决这类桥梁施工期的抗风安全问题。

技术实现思路

1、本申请针对现有方式的缺点，提出一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置及抗风系统，用以解决现有技术存在的施工难度大、设计安全要求更高和受风因素干扰大的技术问题。

2、本申请实施例提供了一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置及抗风系统，包括：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，包括：

4、预制支座，与桥体连接；

5、侧围支撑，与所述预制支座滑动连接，所述侧围支撑沿顺桥向延伸；

6、桥中心支撑，与所述预制支座滑动连接，且平行于所述侧围支撑；

7、顶部横梁，分别与所述侧围支撑、所述桥中心支撑连接，且垂直于所述侧围支撑。

8、在本申请的一些实施例中，所述预制支座具有多个相互平行的限位槽，所述侧围支撑和所述桥中心支撑均部分位于所述限位槽中。

9、在本申请的一些实施例中，所述侧围支撑、所述顶部横梁和所述桥中心支撑中至少一者采用格构式的钢桁架结构。

10、在本申请的一些实施例中，所述抗风装置还包括地脚螺栓和弦杆螺栓，所述侧围支撑和所述桥中心支撑中任一者通过所述地脚螺栓与所述桥体连接、以及通过所述弦杆螺栓与所述顶部横梁连接。

11、在本申请的一些实施例中，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中至少一者中设置有桁片，所述桁片的轮廓为梅花形。

12、在本申请的一些实施例中，所述抗风装置还包括搭扣，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中任意两者之间通过所述搭扣连接。

13、在本申请的一些实施例中，所述抗风装置还包括三角件，所述侧围支撑、所述桥中心支撑其中一者与所述顶部横梁、所述预制支座其中一者之间通过所述三角件连接。

14、在本申请的一些实施例中，所述抗风装置包括两个相互平行的所述侧围支撑、一个位于两所述侧围支撑之间的所述桥中心支撑和三个位于所述侧围支撑、所述桥中心支撑上方且相互平行的所述顶部横梁。

15、在本申请的一些实施例中，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中至少一者固定有风钩孔。

16、第二方面，本申请实施例提供了一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风系统，包括扁平钢箱梁桥体和多个第一方面中任一实施例所述的抗风装置；

17、所述抗风装置分别位于所述扁平钢箱梁桥体的1/4跨、3/8跨和半跨位置处。

18、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：本申请实施例中通过增设预制支座，使得侧围支撑和桥中心支撑在连接桥体时中间多了一层保护，在拆卸后侧围支撑和桥中心支撑仍可多次重复利用，同时与预制支座连接的桥体也没有太多损耗。侧围支撑和桥中心支撑与预制支座滑动连接，可在预制支座上直线移动，从而调整抗风装置的位置，有效控制了对斜拉索及施工人员的工作的影响，方便侧围支撑和桥中心支撑改变位置后，与顶部横梁之间的连接，灵活性强。

19、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述预制支座具有多个相互平行的限位槽，所述侧围支撑和所述桥中心支撑均部分位于所述限位槽中。

3.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述侧围支撑、所述顶部横梁和所述桥中心支撑中至少一者采用格构式的钢桁架结构。

4.根据权利要求3所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述抗风装置还包括地脚螺栓和弦杆螺栓，所述侧围支撑和所述桥中心支撑中任一者通过所述地脚螺栓与所述桥体连接、以及通过所述弦杆螺栓与所述顶部横梁连接。

5.根据权利要求3所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中至少一者中设置有桁片，所述桁片的轮廓为梅花形。

6.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述抗风装置还包括搭扣，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中任意两者之间通过所述搭扣连接。

7.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述抗风装置还包括三角件，所述侧围支撑、所述桥中心支撑其中一者与所述顶部横梁、所述预制支座其中一者之间通过所述三角件连接。

8.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述抗风装置包括两个相互平行的所述侧围支撑、一个位于两所述侧围支撑之间的所述桥中心支撑和三个位于所述侧围支撑、所述桥中心支撑上方且相互平行的所述顶部横梁。

9.根据权利要求1所述的一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置，其特征在于，所述侧围支撑、所述桥中心支撑和所述顶部横梁中至少一者固定有风钩孔。

10.一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风系统，其特征在于，包括扁平钢箱梁桥体和多个如权利要求1-9中任一项所述的抗风装置；

技术总结
本申请实施例提供了一种单侧大悬臂斜拉桥的抗风装置及抗风系统。抗风装置包括预制支座、侧围支撑、桥中心支撑和顶部横梁：预制支座，与桥体连接；侧围支撑，与预制支座滑动连接，侧围支撑沿顺桥向延伸；桥中心支撑，与预制支座滑动连接，且平行于侧围支撑；顶部横梁，分别与侧围支撑、桥中心支撑连接，且垂直于侧围支撑。本申请实施例中通过增设预制支座，使得在连接桥体时中间多了一层保护，可多次重复利用，桥体也没有太多损耗。侧围支撑和桥中心支撑可在预制支座上直线移动，从而调整抗风装置的位置，有效控制了对斜拉索及施工人员的工作的影响，方便侧围支撑和桥中心支撑改变位置后，与顶部横梁之间的连接，灵活性强。

技术研发人员：马盈斌,邹秋元,冯世坤,田硕,薛占文,杨振栋,梁晨曦,张胡成
受保护的技术使用者：中交建筑集团有限公司
技术研发日：20230522
技术公布日：2024/1/15